JPH05215853A - 超音波を使用するエレベータかご位置測定方法及び装置 - Google Patents
超音波を使用するエレベータかご位置測定方法及び装置Info
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- JPH05215853A JPH05215853A JP4137328A JP13732892A JPH05215853A JP H05215853 A JPH05215853 A JP H05215853A JP 4137328 A JP4137328 A JP 4137328A JP 13732892 A JP13732892 A JP 13732892A JP H05215853 A JPH05215853 A JP H05215853A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/74—Systems using reradiation of acoustic waves, e.g. IFF, i.e. identification of friend or foe
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
- B66B1/00—Control systems of elevators in general
- B66B1/34—Details, e.g. call counting devices, data transmission from car to control system, devices giving information to the control system
- B66B1/3492—Position or motion detectors or driving means for the detector
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Debugging And Monitoring (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 本発明の目的は、超音波を使用してエレベー
タかごの絶対位置を決定することである。 【構成】 上記の目的を達成するエレベータかご１の絶
対位置を測定する装置は、互いに対向し、第１の超音波
信号を第２の超音波変換器に向けて送信する第１の超音
波変換器、及び第１の超音波信号を受信しそれに応答し
て第１の遅延の後に第２の超音波信号を第１の超音波変
換器へ返送する第２の超音波変換器と、第２の遅延の後
に作動可能になり、第１の超音波変換器における第１の
超音波信号の送信から第２の超音波信号の受信までに経
過した時間を測定して走行時間信号を発生するタイマ
と、走行時間信号に応答してエレベータかご１の絶対位
置を計算する計算手段とを具備する。
タかごの絶対位置を決定することである。 【構成】 上記の目的を達成するエレベータかご１の絶
対位置を測定する装置は、互いに対向し、第１の超音波
信号を第２の超音波変換器に向けて送信する第１の超音
波変換器、及び第１の超音波信号を受信しそれに応答し
て第１の遅延の後に第２の超音波信号を第１の超音波変
換器へ返送する第２の超音波変換器と、第２の遅延の後
に作動可能になり、第１の超音波変換器における第１の
超音波信号の送信から第２の超音波信号の受信までに経
過した時間を測定して走行時間信号を発生するタイマ
と、走行時間信号に応答してエレベータかご１の絶対位
置を計算する計算手段とを具備する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエレベータ位置の測定に
関し、具体的には超音波を使用するエレベータ位置の測
定に関する。
関し、具体的には超音波を使用するエレベータ位置の測
定に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にエレベータかごの位置を検出する
ためには、駆動軸上のエンコーダと、付加的な羽根及び
昇降路内のセンサとを使用する。電源が影響を受ける緊
急時には、位置情報が失われるのを避けるために位置情
報を EEPROM または電池でバックアップされた RAM内に
書き込むことができる。しかしながら停電が発生した後
に、または最後の位置信号を入手した後にエレベータ駆
動装置には無関係にかごが運動すれば、実際のかご位置
は失われてしまう。このような場合、停電から復旧した
後に、初期化運転を行ってかご位置を入手するのが一般
である。合衆国特許 4,341,287号はこのようなシステム
を示している。他の応用では、穿孔されたまたは磁石を
有する鋼製テープによって多チャネルエンコーダとかご
とを結合しエンコーダからのパルス列信号を位置情報に
変換している。位置の初期化はかごを数 cm 移動させて
達成する。他の従来技術配列は、昇降路内の符号化され
たしるしとかご上の適切なしるし読み取り装置か、また
は電力中断中にかご位置メモリ回路に給電する電池を使
用している。
ためには、駆動軸上のエンコーダと、付加的な羽根及び
昇降路内のセンサとを使用する。電源が影響を受ける緊
急時には、位置情報が失われるのを避けるために位置情
報を EEPROM または電池でバックアップされた RAM内に
書き込むことができる。しかしながら停電が発生した後
に、または最後の位置信号を入手した後にエレベータ駆
動装置には無関係にかごが運動すれば、実際のかご位置
は失われてしまう。このような場合、停電から復旧した
後に、初期化運転を行ってかご位置を入手するのが一般
である。合衆国特許 4,341,287号はこのようなシステム
を示している。他の応用では、穿孔されたまたは磁石を
有する鋼製テープによって多チャネルエンコーダとかご
とを結合しエンコーダからのパルス列信号を位置情報に
変換している。位置の初期化はかごを数 cm 移動させて
達成する。他の従来技術配列は、昇降路内の符号化され
たしるしとかご上の適切なしるし読み取り装置か、また
は電力中断中にかご位置メモリ回路に給電する電池を使
用している。
【０００３】かごを所定の初期化階床まで移動させる必
要がなく、昇降路内に符号化されたしるしとかご上に適
切なしるし読み取り装置を設ける必要がなく、停電する
前のかごの位置を記憶するための電池または他の補助電
源を必要としないで、かごの絶対位置を決定することが
望ましいであろう。エレベータ位置指示器に関しては広
範な要求が存在しているが、全ての要求を満たす訳には
行かない。例えば緊急の場合にはかごの凡その位置を知
れば十分である。かご位置を直接入手するためには、位
置センサを昇降路内に位置決めすべきである。これは、
塵埃及び音響妨害に鈍感なセンサシステムを必要とす
る。この理由から、赤外線及びレーザのような光学的方
法は受け入れられない。塵埃の層がレンズまたは反射器
上に現れるような場所では光強度が低下するので、光学
センサは塵埃に鋭敏である。更に定期的な保守も必要で
あり、これは費用を増大させる。
要がなく、昇降路内に符号化されたしるしとかご上に適
切なしるし読み取り装置を設ける必要がなく、停電する
前のかごの位置を記憶するための電池または他の補助電
源を必要としないで、かごの絶対位置を決定することが
望ましいであろう。エレベータ位置指示器に関しては広
範な要求が存在しているが、全ての要求を満たす訳には
行かない。例えば緊急の場合にはかごの凡その位置を知
れば十分である。かご位置を直接入手するためには、位
置センサを昇降路内に位置決めすべきである。これは、
塵埃及び音響妨害に鈍感なセンサシステムを必要とす
る。この理由から、赤外線及びレーザのような光学的方
法は受け入れられない。塵埃の層がレンズまたは反射器
上に現れるような場所では光強度が低下するので、光学
センサは塵埃に鋭敏である。更に定期的な保守も必要で
あり、これは費用を増大させる。
【０００４】
【発明の概要】本発明によれば、２つの超音波変換器を
使用し、一方の変換器をエレベータ昇降路の天井に、ま
た他方の変換器をエレベータかごの頂部に取り付けて位
置を測定する。また、２つの遅延素子が設けられてい
る。開始信号は位置測定を開始させ、天井変換器から第
１の超音波信号をかご変換器に向けて送信させる。かご
変換器は第１の超音波信号を受信すると、昇降路及び昇
降用ロープからの超音波エコーを避けるための遠エコー
遅延の後に同一振幅、同一周波数の第２の超音波信号を
天井変換器に向けて送信する。天井変換器は第２の超音
波信号を受信して停止信号を発生する。近エコー遅延素
子は、選択可能な時間の終りまで停止信号がタイマに到
達するのを阻止する。開始信号及び停止信号に応答する
タイマは超音波信号の走行時間を測定する。ある速度を
有するこれらの信号の走行時間を倍増させ、２つのエコ
ー回避用遅延を使用することによって、エコーを避けつ
つかごの位置を得ることができる。更に、昇降路温度を
測定して位置計算に使用するので、温度効果に起因する
誤差が回避される。
使用し、一方の変換器をエレベータ昇降路の天井に、ま
た他方の変換器をエレベータかごの頂部に取り付けて位
置を測定する。また、２つの遅延素子が設けられてい
る。開始信号は位置測定を開始させ、天井変換器から第
１の超音波信号をかご変換器に向けて送信させる。かご
変換器は第１の超音波信号を受信すると、昇降路及び昇
降用ロープからの超音波エコーを避けるための遠エコー
遅延の後に同一振幅、同一周波数の第２の超音波信号を
天井変換器に向けて送信する。天井変換器は第２の超音
波信号を受信して停止信号を発生する。近エコー遅延素
子は、選択可能な時間の終りまで停止信号がタイマに到
達するのを阻止する。開始信号及び停止信号に応答する
タイマは超音波信号の走行時間を測定する。ある速度を
有するこれらの信号の走行時間を倍増させ、２つのエコ
ー回避用遅延を使用することによって、エコーを避けつ
つかごの位置を得ることができる。更に、昇降路温度を
測定して位置計算に使用するので、温度効果に起因する
誤差が回避される。
【０００５】本発明の目的は、超音波を使用してエレベ
ータかごの絶対位置を決定することである。本発明の第
２の目的は、停電後にエレベータかごの絶対位置を決定
することである。本発明の第３の目的は、停電後に遠隔
センサによってエレベータかごの絶対位置を決定するこ
とである。
ータかごの絶対位置を決定することである。本発明の第
２の目的は、停電後にエレベータかごの絶対位置を決定
することである。本発明の第３の目的は、停電後に遠隔
センサによってエレベータかごの絶対位置を決定するこ
とである。
【０００６】本発明の第４の目的は、停電後に超音波を
使用してエレベータかごの絶対位置を決定することであ
る。本発明の第５の目的は、緊急時に超音波によってエ
レベータかごの絶対位置を決定することである。本発明
の第６の目的は、停電後に初期化運転を必要とすること
なく、最初の運転前にエレベータかごの絶対位置を取得
することである。
使用してエレベータかごの絶対位置を決定することであ
る。本発明の第５の目的は、緊急時に超音波によってエ
レベータかごの絶対位置を決定することである。本発明
の第６の目的は、停電後に初期化運転を必要とすること
なく、最初の運転前にエレベータかごの絶対位置を取得
することである。
【０００７】本発明の第７の目的は、停電または緊急事
態の何れかが発生すると最寄りの階床レベルまで自動的
に移動させる手段を設けたエレベータかごを提供するこ
とである。本発明の第８の目的は、音響妨害には鈍感な
エレベータかご絶対位置測定装置及び方法を提供するこ
とである。
態の何れかが発生すると最寄りの階床レベルまで自動的
に移動させる手段を設けたエレベータかごを提供するこ
とである。本発明の第８の目的は、音響妨害には鈍感な
エレベータかご絶対位置測定装置及び方法を提供するこ
とである。
【０００８】本発明の第９の目的は、温度に応答するエ
レベータかご絶対位置測定装置及び方法を提供すること
である。本発明のこれらの、及び他の目的、特色及び長
所は添付図面に基づく以下の特定実施例の説明から明白
になるであろう。
レベータかご絶対位置測定装置及び方法を提供すること
である。本発明のこれらの、及び他の目的、特色及び長
所は添付図面に基づく以下の特定実施例の説明から明白
になるであろう。
【０００９】
【実施例】図１においてエレベータかご１は、天井４と
壁５、６とを有する昇降路３内にロープ２によって吊り
下げられている。天井４には天井変換器７と天井変換器
回路８とが取り付けられている。機械室９内にはエレベ
ータかご制御装置１０が配置されている。天井変換器回
路８には時間及び距離検出回路１１が電気的に接続され
ている。かご１の屋上には、天井変換器７に向けられた
かご変換器１２が取り付けられている。両変換器７、１
２は、昇降路壁５、６とロープ２との間に位置してい
る。かご変換器１２にはかご変換器回路１３が電気的に
接続されている。
壁５、６とを有する昇降路３内にロープ２によって吊り
下げられている。天井４には天井変換器７と天井変換器
回路８とが取り付けられている。機械室９内にはエレベ
ータかご制御装置１０が配置されている。天井変換器回
路８には時間及び距離検出回路１１が電気的に接続され
ている。かご１の屋上には、天井変換器７に向けられた
かご変換器１２が取り付けられている。両変換器７、１
２は、昇降路壁５、６とロープ２との間に位置してい
る。かご変換器１２にはかご変換器回路１３が電気的に
接続されている。
【００１０】超音波の送受信には多くの電圧・圧力変換
器を使用することができる。好ましい実施例の超音波変
換器７、１２は約 50 kHz の信号を送受信できる圧電セ
ラミックである。好ましい実施例では、かご変換器１２
のための電力は、かご１及び駆動装置１５へ電力を供給
する非常電源１４から取っている。公知のように非常電
源１４は常用の電源１６が停電すると作動可能になる。
また常用の電源１６が停電するとかごはある乗り場に制
動される。かご変換器１２は常用の電源１６から給電し
ても差し支えない。電力、線１７上の開始信号、及び線
１８上の測定信号を除けば本発明は制御装置１０とは無
関係に作動する。
器を使用することができる。好ましい実施例の超音波変
換器７、１２は約 50 kHz の信号を送受信できる圧電セ
ラミックである。好ましい実施例では、かご変換器１２
のための電力は、かご１及び駆動装置１５へ電力を供給
する非常電源１４から取っている。公知のように非常電
源１４は常用の電源１６が停電すると作動可能になる。
また常用の電源１６が停電するとかごはある乗り場に制
動される。かご変換器１２は常用の電源１６から給電し
ても差し支えない。電力、線１７上の開始信号、及び線
１８上の測定信号を除けば本発明は制御装置１０とは無
関係に作動する。
【００１１】天井変換器７はプローブ信号をかご変換器
１２へ送信し、かご変換器１２は応答信号で返答する。
時間及び距離検出回路１１は、超音波プローブ信号１９
及び応答信号２０の走行時間にそれらの速度を乗ずるこ
とによって、変換器７、１２間の距離を計算する。しか
しながら、１つの超音波変換器、または任意の超音波変
換器が放出した信号の全てがその目標に直接伝送される
のではなく、その若干は他所へ散乱する。プローブ信号
及び応答信号を発生する変換器７、１２が、昇降路壁
５、６から反射されるエコーをも発生させる。これらの
エコーは各変換器７、１２の面に高価な音響レンズを取
り付けて使用することによって回避することができる。
１２へ送信し、かご変換器１２は応答信号で返答する。
時間及び距離検出回路１１は、超音波プローブ信号１９
及び応答信号２０の走行時間にそれらの速度を乗ずるこ
とによって、変換器７、１２間の距離を計算する。しか
しながら、１つの超音波変換器、または任意の超音波変
換器が放出した信号の全てがその目標に直接伝送される
のではなく、その若干は他所へ散乱する。プローブ信号
及び応答信号を発生する変換器７、１２が、昇降路壁
５、６から反射されるエコーをも発生させる。これらの
エコーは各変換器７、１２の面に高価な音響レンズを取
り付けて使用することによって回避することができる。
【００１２】本発明に影響を与え得るエコーには２つの
型がある。それらは近エコーと遠エコーである。送信さ
れた超音波が壁５、６で反射することによってもたらさ
れる全てのエコーは、反射しない直接到来波と同一の周
波数と同一の強度を有している。従って直接信号とエコ
ー２１、２２とを区別することは困難である。近エコー
２１（図１）は測定の終りを指示する信号を発生する恐
れがある。これらのエコーはかご変換器１２が超音波応
答信号２０で応答する前に、ある物体に衝突して天井変
換器７上へ跳ね返ることによってこのようなことを起こ
すのである。近エコーが辿る経路の長さは、特に昇降路
３の断面積と共に変化する。
型がある。それらは近エコーと遠エコーである。送信さ
れた超音波が壁５、６で反射することによってもたらさ
れる全てのエコーは、反射しない直接到来波と同一の周
波数と同一の強度を有している。従って直接信号とエコ
ー２１、２２とを区別することは困難である。近エコー
２１（図１）は測定の終りを指示する信号を発生する恐
れがある。これらのエコーはかご変換器１２が超音波応
答信号２０で応答する前に、ある物体に衝突して天井変
換器７上へ跳ね返ることによってこのようなことを起こ
すのである。近エコーが辿る経路の長さは、特に昇降路
３の断面積と共に変化する。
【００１３】遠エコー２２（図１）は、天井変換器７か
ら放出され、（直接かご変換器１２へ進むのではなく）
壁５、６に衝突し、そしてかご変換器１２に到達する超
音波信号である。この超音波信号は２つの変換器７、１
２間の最短距離を走行しないから、この信号を測定する
と距離計算に誤差をもたらす。このエコーが辿る経路の
長さは、特に昇降路３の断面積及び天井変換器７とかご
１との間の垂直距離と共に変化する。
ら放出され、（直接かご変換器１２へ進むのではなく）
壁５、６に衝突し、そしてかご変換器１２に到達する超
音波信号である。この超音波信号は２つの変換器７、１
２間の最短距離を走行しないから、この信号を測定する
と距離計算に誤差をもたらす。このエコーが辿る経路の
長さは、特に昇降路３の断面積及び天井変換器７とかご
１との間の垂直距離と共に変化する。
【００１４】図２は本発明の好ましい測定システムを示
す。基本的には、本システムは２つの変換器７、１２
と、変換器７、１２の間を信号が２回通過する時間を測
定する時間及び距離算出回路１１と、２つの遅延素子２
３、２４とを含む。これらの遅延素子は２つの点が類似
し、２つの点が類似していない。両遅延素子はエコー２
１、２２（図１）を排除し、また両遅延素子は同一変換
器（天井変換器７）によって生ずるエコー２１、２２を
排除するが、各遅延素子は異なる変換器に影響を与える
異なる型のエコーを排除するのである。測定の誤停止を
避けるために、近エコー遅延素子２３が挿入されてい
る。好ましい実施例ではこれは開始信号に応答して 220
ms の遅延を与える。この 220 ms 中は、時間及び距離
算出回路１１は停止信号を受信することはできない。遠
エコーの効果を回避するために、遠エコー遅延素子２４
が使用されている。好ましい実施例では遠エコー遅延の
値は 262.144 ms である。両エコー２１、２２の経路が
可変であるから、素子２３、２４は可変の遅延を有して
いる。
す。基本的には、本システムは２つの変換器７、１２
と、変換器７、１２の間を信号が２回通過する時間を測
定する時間及び距離算出回路１１と、２つの遅延素子２
３、２４とを含む。これらの遅延素子は２つの点が類似
し、２つの点が類似していない。両遅延素子はエコー２
１、２２（図１）を排除し、また両遅延素子は同一変換
器（天井変換器７）によって生ずるエコー２１、２２を
排除するが、各遅延素子は異なる変換器に影響を与える
異なる型のエコーを排除するのである。測定の誤停止を
避けるために、近エコー遅延素子２３が挿入されてい
る。好ましい実施例ではこれは開始信号に応答して 220
ms の遅延を与える。この 220 ms 中は、時間及び距離
算出回路１１は停止信号を受信することはできない。遠
エコーの効果を回避するために、遠エコー遅延素子２４
が使用されている。好ましい実施例では遠エコー遅延の
値は 262.144 ms である。両エコー２１、２２の経路が
可変であるから、素子２３、２４は可変の遅延を有して
いる。
【００１５】制御装置１０から線１７上に開始信号が供
給されると、天井変換器回路８は開始信号を変調し、線
２５を通して第１パルス列を天井変換器７へ供給する。
天井変換器７は 50 kHz の超音波プローブ信号１９をか
ご変換器１２へ送信する。かご変換器１２はこの 50 kH
z の信号を受信してそれを線２６を通してかご変換器回
路１３へ供給する。遠エコー遅延素子２４によって導入
される 262.144 ms （この時間中に遠エコー２２は消失
する）の後に、かご変換器回路１３は線２７上に別の 5
0 kHz の信号を供給することによって応答する。応答超
音波信号２０が天井変換器７に返送される。天井変換器
７はこの応答信号２０を、線２８を通して天井変換器回
路８へ供給する。天井変換器回路８は濾波し、増幅し、
そして復調することによってこの応答信号２０の包絡線
を検波する。エコーを含む停止信号が線２９を通して近
エコー遅延素子２３に供給される。開始信号から 220 m
s後に近エコー２２を含まない停止信号が線３０を通し
て時間及び距離算出回路１１に供給される。
給されると、天井変換器回路８は開始信号を変調し、線
２５を通して第１パルス列を天井変換器７へ供給する。
天井変換器７は 50 kHz の超音波プローブ信号１９をか
ご変換器１２へ送信する。かご変換器１２はこの 50 kH
z の信号を受信してそれを線２６を通してかご変換器回
路１３へ供給する。遠エコー遅延素子２４によって導入
される 262.144 ms （この時間中に遠エコー２２は消失
する）の後に、かご変換器回路１３は線２７上に別の 5
0 kHz の信号を供給することによって応答する。応答超
音波信号２０が天井変換器７に返送される。天井変換器
７はこの応答信号２０を、線２８を通して天井変換器回
路８へ供給する。天井変換器回路８は濾波し、増幅し、
そして復調することによってこの応答信号２０の包絡線
を検波する。エコーを含む停止信号が線２９を通して近
エコー遅延素子２３に供給される。開始信号から 220 m
s後に近エコー２２を含まない停止信号が線３０を通し
て時間及び距離算出回路１１に供給される。
【００１６】線１７上の開始信号に応答する時間及び距
離算出回路１１は (i)開始信号の受信の 220 ms 後から
(ii)停止信号の受信までの時間を測定する。時間及び距
離算出回路１１はタイマ３１と距離計算回路３２とを含
む。タイマ３１は、天井変換器７及びかご変換器１２内
の信号処理時間を斟酌するために遠エコー遅延素子２４
によって与えられる 262.144 ms を排除する。距離計算
は温度と超音波信号の走行時間との関数である。サーミ
スタ３３は温度を測定し、線３４を通してそれを距離計
算回路３２へ供給する。エレベータの位置は線１８を通
して制御装置１０へ送られる。
離算出回路１１は (i)開始信号の受信の 220 ms 後から
(ii)停止信号の受信までの時間を測定する。時間及び距
離算出回路１１はタイマ３１と距離計算回路３２とを含
む。タイマ３１は、天井変換器７及びかご変換器１２内
の信号処理時間を斟酌するために遠エコー遅延素子２４
によって与えられる 262.144 ms を排除する。距離計算
は温度と超音波信号の走行時間との関数である。サーミ
スタ３３は温度を測定し、線３４を通してそれを距離計
算回路３２へ供給する。エレベータの位置は線１８を通
して制御装置１０へ送られる。
【００１７】図３は制御装置１０、天井変換器７、かご
変換器１２、天井変換器回路８、かご変換器回路１３、
近エコー遅延素子２３、遠エコー遅延素子２４、及び時
間及び距離算出回路１１のブロック線図である。線１７
上の正極性開始信号は周波数発生器３５へ供給され、周
波数発生器３５は線１７上の開始信号の幅と同じ 1 ms
幅の第１パルス列を発生する。好ましい実施例では、周
波数発生器３５は矩形波を発生するが、三角波、正弦
波、または他の如何なる周期的形状の波であってもよ
い。好ましい実施例では、周波数発生器３５は 50 kHz
を発生する。周波数発生器３５は、抵抗３９及びコンデ
ンサ４０と組み合わされた２つの NAND ゲート３７、３
８を含む。線３６上の第１パルス列はトランジスタ駆動
回路４１によって増幅される。このトランジスタのコレ
クタは線４３を介して変成器４２の一次巻線に接続され
ている。変成器４２は第１パルス列を更に増幅し、線２
５を介して、増幅した第１パルス列を超音波信号として
天井変換器７へ供給する。好ましい実施例の天井変換器
７は高い電圧レベルを必要とする。従って変成器４２は
ステップアップ変圧器である。増幅された第１パルス列
は天井変換器７によってかご変換器１２へ向けて送信さ
れる。それに応答して増幅された第２パルス列がかご変
換器回路１３から線２７を介してかご変換器１２へ供給
され、応答超音波信号２０が天井変換器７へ向けて返送
される。応答超音波信号２０は線２８を通して帯域通過
フィルタ４５へ供給される。帯域通過フィルタ４５は周
波数発生器３５の周波数に整合されている。好ましい実
施例では、中心周波数が 50 kHz で帯域幅が 10 kHz の
帯域通過フィルタによってこの整合を達成している。
変換器１２、天井変換器回路８、かご変換器回路１３、
近エコー遅延素子２３、遠エコー遅延素子２４、及び時
間及び距離算出回路１１のブロック線図である。線１７
上の正極性開始信号は周波数発生器３５へ供給され、周
波数発生器３５は線１７上の開始信号の幅と同じ 1 ms
幅の第１パルス列を発生する。好ましい実施例では、周
波数発生器３５は矩形波を発生するが、三角波、正弦
波、または他の如何なる周期的形状の波であってもよ
い。好ましい実施例では、周波数発生器３５は 50 kHz
を発生する。周波数発生器３５は、抵抗３９及びコンデ
ンサ４０と組み合わされた２つの NAND ゲート３７、３
８を含む。線３６上の第１パルス列はトランジスタ駆動
回路４１によって増幅される。このトランジスタのコレ
クタは線４３を介して変成器４２の一次巻線に接続され
ている。変成器４２は第１パルス列を更に増幅し、線２
５を介して、増幅した第１パルス列を超音波信号として
天井変換器７へ供給する。好ましい実施例の天井変換器
７は高い電圧レベルを必要とする。従って変成器４２は
ステップアップ変圧器である。増幅された第１パルス列
は天井変換器７によってかご変換器１２へ向けて送信さ
れる。それに応答して増幅された第２パルス列がかご変
換器回路１３から線２７を介してかご変換器１２へ供給
され、応答超音波信号２０が天井変換器７へ向けて返送
される。応答超音波信号２０は線２８を通して帯域通過
フィルタ４５へ供給される。帯域通過フィルタ４５は周
波数発生器３５の周波数に整合されている。好ましい実
施例では、中心周波数が 50 kHz で帯域幅が 10 kHz の
帯域通過フィルタによってこの整合を達成している。
【００１８】濾波された信号は、線４６を通して増幅器
４７へ供給される。線４８上の濾波され、増幅された応
答信号を受信すると、包絡線検波器４９はそれを復調
し、50kHz パルスを分離して、パルス列の包絡線に対応
する包絡線信号を線５０上に出力する。好ましい実施例
では、包絡線検波器４９はドイツ国ハンブルグのフィリ
ップス社製ワイヤード VALVO-IC TDA 1576である。これ
は濾波され、増幅された応答信号（ 50 kHz ）を直流信
号に変換し、その直流レベルは増幅器４７が飽和してい
ない限り、超音波変換器１２が受信した信号１９、２０
の振幅に比例する。
４７へ供給される。線４８上の濾波され、増幅された応
答信号を受信すると、包絡線検波器４９はそれを復調
し、50kHz パルスを分離して、パルス列の包絡線に対応
する包絡線信号を線５０上に出力する。好ましい実施例
では、包絡線検波器４９はドイツ国ハンブルグのフィリ
ップス社製ワイヤード VALVO-IC TDA 1576である。これ
は濾波され、増幅された応答信号（ 50 kHz ）を直流信
号に変換し、その直流レベルは増幅器４７が飽和してい
ない限り、超音波変換器１２が受信した信号１９、２０
の振幅に比例する。
【００１９】線５０上の包絡線信号はコンパレータ５１
に供給され、可変抵抗器５２によって設定される調整可
能なしきい値と比較される。コンパレータ５１は線２９
上に測定の終りを指示するエコーを含む停止信号を供給
する。このエコーを含む停止信号は、近エコー遅延素子
２３によって切り捨てられる近エコー２２を含む。コン
パレータ５１のしきい値は、変換器が互いに遠く離れて
いる時に小さい到来応答信号を検出するために可能な限
り低く維持するが、同時にこのしきい値は音響妨害を抑
圧するために十分に高くなければならない。
に供給され、可変抵抗器５２によって設定される調整可
能なしきい値と比較される。コンパレータ５１は線２９
上に測定の終りを指示するエコーを含む停止信号を供給
する。このエコーを含む停止信号は、近エコー遅延素子
２３によって切り捨てられる近エコー２２を含む。コン
パレータ５１のしきい値は、変換器が互いに遠く離れて
いる時に小さい到来応答信号を検出するために可能な限
り低く維持するが、同時にこのしきい値は音響妨害を抑
圧するために十分に高くなければならない。
【００２０】フィルタ４５、増幅器４７、及び包絡線検
波器４９の組合せはレベル変換機能を遂行する。かご１
上では送信された超音波信号１９がかご変換器１２によ
って受信され、線２６を通してレベル変換区分５３へ供
給される。レベル変換区分５３は、帯域通過フィルタ４
５、増幅器４７、及び包絡線検波器４９と同一の、 50
kHz 帯域通過フィルタ（図示してない）、増幅器（図示
してない）、及び包絡線検波器（図示してない）からな
る。線５４上の第２パルス列は、遠エコー遅延素子２４
によって 262.144 ms 遅延させられた後に周波数発生器
５５内で形成される。第２パルス列はステップアップ変
圧器５６に供給され、次いで線２７を通してかご変換器
１２へ供給されて応答超音波信号２０が送出される。
波器４９の組合せはレベル変換機能を遂行する。かご１
上では送信された超音波信号１９がかご変換器１２によ
って受信され、線２６を通してレベル変換区分５３へ供
給される。レベル変換区分５３は、帯域通過フィルタ４
５、増幅器４７、及び包絡線検波器４９と同一の、 50
kHz 帯域通過フィルタ（図示してない）、増幅器（図示
してない）、及び包絡線検波器（図示してない）からな
る。線５４上の第２パルス列は、遠エコー遅延素子２４
によって 262.144 ms 遅延させられた後に周波数発生器
５５内で形成される。第２パルス列はステップアップ変
圧器５６に供給され、次いで線２７を通してかご変換器
１２へ供給されて応答超音波信号２０が送出される。
【００２１】時間及び距離算出回路１１は線１７上の開
始信号と、線３０上の停止信号とに応答する。時間測定
は、開始信号がカウンタ５７をリセットし、クロック５
８と天井変換器回路８の周波数発生器３５とをトリガす
ると開始される。応答超音波信号２０がタイマ３１を停
止させることによって測定は終了する。誤って測定を停
止させることがないように、近エコー２２を抑圧するた
めの近エコー遅延素子２３が挿入されている。この遅延
素子２３は、開始信号を 220 ms 遅延させる。線３０上
の停止信号は、線２９上のコンパレータ５１からのエコ
ーを含む停止信号と同一ではない。コンパレータ５１か
らの出力は、上述した信号に起因するすべての偽の負パ
ルスを含む。信号の開始から 220 ms の間は、線３０か
らの停止信号が 1 MHzクロック５８に到達することはで
きない。 220 msの間に近エコーは消失するから、線３
０上の停止信号は近エコー２１を含まないものになる。
始信号と、線３０上の停止信号とに応答する。時間測定
は、開始信号がカウンタ５７をリセットし、クロック５
８と天井変換器回路８の周波数発生器３５とをトリガす
ると開始される。応答超音波信号２０がタイマ３１を停
止させることによって測定は終了する。誤って測定を停
止させることがないように、近エコー２２を抑圧するた
めの近エコー遅延素子２３が挿入されている。この遅延
素子２３は、開始信号を 220 ms 遅延させる。線３０上
の停止信号は、線２９上のコンパレータ５１からのエコ
ーを含む停止信号と同一ではない。コンパレータ５１か
らの出力は、上述した信号に起因するすべての偽の負パ
ルスを含む。信号の開始から 220 ms の間は、線３０か
らの停止信号が 1 MHzクロック５８に到達することはで
きない。 220 msの間に近エコーは消失するから、線３
０上の停止信号は近エコー２１を含まないものになる。
【００２２】線３０上の停止信号はクロック５８を停止
させる。開始信号の後にクロック５８が発生するクロッ
ク信号は線５９を介して遠エコー減算回路６０に供給さ
れ、262.144 msが差し引かれる。遅れ減算回路６１にお
いて伝播遅延と信号処理の遅れとに要した時間の第２の
減算を行った後に、クロック信号は線６２を通してカウ
ンタ５７へ供給される。カウンタ５７はクロックパルス
を計数し、超音波の走行時間を登録し、線６３上に超音
波の走行時間を表す大きさを有する走行時間信号を発生
して距離計算回路３２へ供給する。カウンタ５７は線６
４上の各開始信号でリセットされる。変換器７、１２間
の距離は、サーミスタ３３を用いて測定した昇降路３の
温度に依存する信号速度に、超音波の走行時間の半分を
乗ずることによって計算される。超音波の走行時間Ｃは
超音波の伝送速度に依存する。
させる。開始信号の後にクロック５８が発生するクロッ
ク信号は線５９を介して遠エコー減算回路６０に供給さ
れ、262.144 msが差し引かれる。遅れ減算回路６１にお
いて伝播遅延と信号処理の遅れとに要した時間の第２の
減算を行った後に、クロック信号は線６２を通してカウ
ンタ５７へ供給される。カウンタ５７はクロックパルス
を計数し、超音波の走行時間を登録し、線６３上に超音
波の走行時間を表す大きさを有する走行時間信号を発生
して距離計算回路３２へ供給する。カウンタ５７は線６
４上の各開始信号でリセットされる。変換器７、１２間
の距離は、サーミスタ３３を用いて測定した昇降路３の
温度に依存する信号速度に、超音波の走行時間の半分を
乗ずることによって計算される。超音波の走行時間Ｃは
超音波の伝送速度に依存する。
【００２３】 Ｃ＝Ｃ0 ＊｛１＋（温度／２７３°Ｃ）｝1/2 ここに、Ｃ0 は０°Ｃにおいて 331.45 m/s に等しい。
線１８上の測定は時間及び距離算出回路１１へ供給され
る。かご運動が 1 m/s以下の場合に高い精度が得られ
る。静止しているエレベータの場合、好ましい実施例で
は 10 cmの誤差でかご位置を決定することができる。
線１８上の測定は時間及び距離算出回路１１へ供給され
る。かご運動が 1 m/s以下の場合に高い精度が得られ
る。静止しているエレベータの場合、好ましい実施例で
は 10 cmの誤差でかご位置を決定することができる。
【００２４】変換器の位置は逆にすることができる。以
上に本発明を特定の実施例に関して図示し、説明した
が、当業者ならば本発明の思想及び範囲から逸脱するこ
となく形状及び細部に上述の、及び種々の他の変更、省
略及び付加が考案できよう。例えば、１対の変換器７、
１２がかごの上または下の何れにあろうとも本発明には
無関係である。一般に制御装置１０は最上階の上に配置
されているから、図１に示した変換器７、１２の位置
は、一方の変換器をかごの底に位置決めし、第２の変換
器を昇降路ピット６４内に位置決めするよりは好まし
い。このようにすれば、昇降路天井４と制御装置１０と
の間の通信線が、ピット６４と制御装置１０との間の通
信線より短くなるからである。
上に本発明を特定の実施例に関して図示し、説明した
が、当業者ならば本発明の思想及び範囲から逸脱するこ
となく形状及び細部に上述の、及び種々の他の変更、省
略及び付加が考案できよう。例えば、１対の変換器７、
１２がかごの上または下の何れにあろうとも本発明には
無関係である。一般に制御装置１０は最上階の上に配置
されているから、図１に示した変換器７、１２の位置
は、一方の変換器をかごの底に位置決めし、第２の変換
器を昇降路ピット６４内に位置決めするよりは好まし
い。このようにすれば、昇降路天井４と制御装置１０と
の間の通信線が、ピット６４と制御装置１０との間の通
信線より短くなるからである。
【００２５】例えば、制御装置１０がピット１４内に配
置されている油圧エレベータシステム（図４）において
は、かご底変換器６６をかご１の底に配置し、ピット変
換器６７を昇降路３のピット６４内に配置することが望
ましい。かご底変換器６６にはかご底変換器回路６８
を、またピット変換器６７にはピット変換器回路６９を
組み合わせる。油圧エレベータはプランジャ７０によっ
て昇降される。
置されている油圧エレベータシステム（図４）において
は、かご底変換器６６をかご１の底に配置し、ピット変
換器６７を昇降路３のピット６４内に配置することが望
ましい。かご底変換器６６にはかご底変換器回路６８
を、またピット変換器６７にはピット変換器回路６９を
組み合わせる。油圧エレベータはプランジャ７０によっ
て昇降される。
【００２６】同様に、エレベータシャフト内を昇降する
物体が、かご１であるか、または釣り合い錘であるかは
本発明にとって重要なことではない。好ましい実施例
は、かごの絶対位置を与える。変換器７、１２が天井４
及び釣り合い錘上に取り付けられている場合には、距離
計算回路が釣り合い錘位置とかご１の位置との差に対応
する定数を加算するように変更する。距離計算回路３２
内の表は、所与の釣り合い錘位置の対して対応するかご
位置を求めるために付加すべき適切な定数を含んでい
る。この表は、２つの列と、限定されない数の行とを有
する。一方の列は釣り合い錘位置を含み、他方の列はか
ご位置を求めるために付加する定数を含む。例えば釣り
合い錘が昇降路を半分下がった所にあれば、定数は０で
ある。
物体が、かご１であるか、または釣り合い錘であるかは
本発明にとって重要なことではない。好ましい実施例
は、かごの絶対位置を与える。変換器７、１２が天井４
及び釣り合い錘上に取り付けられている場合には、距離
計算回路が釣り合い錘位置とかご１の位置との差に対応
する定数を加算するように変更する。距離計算回路３２
内の表は、所与の釣り合い錘位置の対して対応するかご
位置を求めるために付加すべき適切な定数を含んでい
る。この表は、２つの列と、限定されない数の行とを有
する。一方の列は釣り合い錘位置を含み、他方の列はか
ご位置を求めるために付加する定数を含む。例えば釣り
合い錘が昇降路を半分下がった所にあれば、定数は０で
ある。
【００２７】最後に、開始信号が天井変換器７またはか
ご変換器１２の何れを最初にトリガするかは本発明にと
って本質的なものではない。当業者ならば本発明の思想
及び範囲から逸脱することなく本発明に上述の、及び種
々の他の変更、省略及び付加が考案できよう。
ご変換器１２の何れを最初にトリガするかは本発明にと
って本質的なものではない。当業者ならば本発明の思想
及び範囲から逸脱することなく本発明に上述の、及び種
々の他の変更、省略及び付加が考案できよう。
【図１】エレベータシャフト内のかごの正面概要図であ
って、天井に１つとかごの頂部に１つの１対の超音波変
換器を示す図。
って、天井に１つとかごの頂部に１つの１対の超音波変
換器を示す図。
【図２】１対の超音波変換器、関連回路、２つの遅延素
子、及び時間及び距離算出回路のブロック線図。
子、及び時間及び距離算出回路のブロック線図。
【図３】図２のより詳細なブロック線図。
【図４】油圧エレベータ及びそのシャフト内のかごの正
面概要図であって、かごの底に１つとピット内に１つの
１対の超音波変換器を示す図。
面概要図であって、かごの底に１つとピット内に１つの
１対の超音波変換器を示す図。
１ エレベータかご ２ ロープ ３ 昇降路 ４ 天井 ５、６ 壁 ７ 天井変換器 ８ 天井変換器回路 ９ 機械室 １０ かご制御装置 １１ 時間及び距離算出回路 １２ かご変換器 １３ かご変換器回路 １４ 非常電源 １５ 駆動装置 １６ 常用電源 １９ プローブ信号 ２０ 応答信号 ２１ 近エコー ２２ 遠エコー ２３ 近エコー遅延素子 ２４ 遠エコー遅延素子 ３１ タイマ ３２ 距離計算回路 ３３ サーミスタ ３５、５５ 周波数発生器 ３７、３８ NANDゲート ４１ トランジスタ駆動回路 ４２、５６ ステップアップ変圧器 ４５ 帯域通過フィルタ ４７ 増幅器 ４９ 包絡線検波器 ５１ コンパレータ ５２ 可変抵抗器 ５３ レベル変換区分 ５７ カウンタ ５８ クロック ６０ 遠エコー減算回路 ６１ 遅れ減算回路 ６４ 昇降路ピット ６６ かご底変換器 ６７ ピット変換器 ６８ かご底変換器回路 ６９ ピット変換器回路 ７０ プランジャ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス ディシュテレール ドイツ連邦共和国 1000 ベルリン 42 マントイッフェルシュトラーセ 57ベー (72)発明者 ロルフ エーベルハルト ハニチェ ドイツ連邦共和国 1000 ベルリン 33 ガイゼンハイマー シュトラーセ 35
Claims (10)
- 【請求項１】 静止エレベータかごの絶対位置を測定す
る方法であって、 第１及び第２の超音波変換器を準備する段階と、 第１の超音波変換器から第１の超音波信号を第２の超音
波変換器に向けて送信する段階と、 第２の超音波変換器において第１の超音波信号を受信
し、それに応答して第２の超音波信号を第１の超音波変
換器へ返送する段階と、 第１の超音波変換器において第２の超音波信号を受信す
る段階と、 上記送信段階から第２の超音波信号受信段階までに経過
した時間を測定して走行時間信号を発生する段階と、 走行時間信号に応答してエレベータかごの絶対位置を計
算する段階とを具備することを特徴とする方法。 - 【請求項２】 昇降路の温度を測定して温度信号を発生
する段階と、 走行時間信号と温度信号とに応答してエレベータかごの
絶対位置を計算する段階とをも具備する請求項１に記載
の方法。 - 【請求項３】 第２の超音波変換器による第１の超音波
信号の受信から、それに応答して第２の超音波信号を返
送するまでに第１の遅延を与える段階をも具備する請求
項１に記載の方法。 - 【請求項４】 時間測定段階が第２の遅延の後まで第２
の超音波信号を受信しない請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 第１の超音波信号送信段階が常用電力の
供給が停止されたことに応答して発生する請求項１に記
載の方法。 - 【請求項６】 静止エレベータかごの絶対位置を測定す
る装置であって、 互いに対向し、第１の超音波信号を第２の超音波変換器
に向けて送信する第１の超音波変換器、及び第１の超音
波信号を受信しそれに応答して第１の遅延の後に第２の
超音波信号を第１の超音波変換器へ返送する第２の超音
波変換器と、 第２の遅延の後に作動可能になり、第１の超音波変換器
における第１の超音波信号の送信から第２の超音波信号
の受信までに経過した時間を測定して走行時間信号を発
生するタイマと、 走行時間信号に応答してエレベータかごの絶対位置を計
算する計算手段とを具備することを特徴とする装置。 - 【請求項７】 昇降路内の空気の温度を測定して温度信
号を計算手段へ供給する温度検知手段をも具備し、計算
手段が温度信号の関数として作動する請求項６に記載の
装置。 - 【請求項８】 第１の超音波変換器が、常用電力の供給
が停止されたことに応答して給電される請求項６に記載
の装置。 - 【請求項９】 一方の超音波変換器がエレベータかごの
下に取り付けられている請求項６に記載の装置。 - 【請求項１０】 一方の超音波変換器がエレベータかご
の頂部に取り付けられている請求項６に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/709796 | 1991-06-03 | ||
| US07/709,796 US5223680A (en) | 1991-05-03 | 1991-06-03 | Measuring elevator car position using ultrasound |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05215853A true JPH05215853A (ja) | 1993-08-27 |
Family
ID=24851342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4137328A Pending JPH05215853A (ja) | 1991-06-03 | 1992-05-29 | 超音波を使用するエレベータかご位置測定方法及び装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05215853A (ja) |
| DE (1) | DE4208173A1 (ja) |
| FI (1) | FI921597A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100886079B1 (ko) * | 2005-03-18 | 2009-02-26 | 오티스 엘리베이터 컴파니 | 엘리베이터 카의 위치를 결정하는 시스템 및 방법과 엘리베이터 시스템 |
| JP2011037635A (ja) * | 2009-08-14 | 2011-02-24 | Ka Schmersal Holding Gmbh & Co Kg | エレベータ用電気安全システム |
| JP2012230060A (ja) * | 2011-04-27 | 2012-11-22 | Saxa Inc | 超音波距離測定システム |
| WO2020174746A1 (ja) * | 2019-02-27 | 2020-09-03 | 株式会社日立製作所 | マルチカーエレベーター |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022090396A1 (de) * | 2020-10-29 | 2022-05-05 | Inventio Ag | Verfahren zum erkennen von veränderungen in einem zu überwachenden bereich |
-
1992
- 1992-03-13 DE DE19924208173 patent/DE4208173A1/de not_active Ceased
- 1992-04-10 FI FI921597A patent/FI921597A/fi unknown
- 1992-05-29 JP JP4137328A patent/JPH05215853A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100886079B1 (ko) * | 2005-03-18 | 2009-02-26 | 오티스 엘리베이터 컴파니 | 엘리베이터 카의 위치를 결정하는 시스템 및 방법과 엘리베이터 시스템 |
| JP2011037635A (ja) * | 2009-08-14 | 2011-02-24 | Ka Schmersal Holding Gmbh & Co Kg | エレベータ用電気安全システム |
| JP2012230060A (ja) * | 2011-04-27 | 2012-11-22 | Saxa Inc | 超音波距離測定システム |
| WO2020174746A1 (ja) * | 2019-02-27 | 2020-09-03 | 株式会社日立製作所 | マルチカーエレベーター |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4208173A1 (de) | 1992-12-10 |
| FI921597A (fi) | 1992-12-04 |
| FI921597A0 (fi) | 1992-04-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010305 |